WO2015096973A2 - Mecanisme d'echappement a cylindre d'horlogerie sans contact - Google Patents

Mecanisme d'echappement a cylindre d'horlogerie sans contact Download PDF

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WO2015096973A2
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Marc Stranczl
Pascal Winkler
Gianni Di Domenico
Jean-Luc Helfer
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Definitions

  • the invention relates to a clock escapement mechanism, comprising an escapement wheel subjected to a pivoting torque, of moment less than or equal to a nominal moment, around a first pivot axis, and a solidary resonator of a movable regulator pivoted about a second axis of real or virtual pivoting, said escape wheel comprising a plurality of actuators regularly spaced on its periphery, and each arranged to cooperate directly with at least one first track of said mobile regulator .
  • the invention also relates to a clockwork movement comprising at least one such escape mechanism, and comprising driving motor means subjecting said exhaust wheel to a single-direction pivoting torque around a first axis of rotation. pivoting.
  • the invention also relates to a timepiece comprising such a movement.
  • the invention relates to the field of watch exhaust mechanisms, and more particularly to the field of non-contact exhausts.
  • the cylinder exhaust is satisfactory from the point of view of safety, but it has two important weak points:
  • the invention proposes to adapt the principle of mechanical cylinder exhausts, which has the advantage of providing safety in case of excessive torque, especially during an impact, but whose high level of friction alters so much. important performance of the exhaust.
  • the invention is based on the principle of the suppression of contact and friction in a cylinder escapement, by the placement of magnets, or electrets, or the like, which, judiciously placed, form a magnetic or electrostatic repulsion , which removes the friction and therefore the main defect of this exhaust.
  • the magnets, or the like, placed on the escape wheel act as a contactless stop. Mechanical stops are added to prevent any runaway of the escape wheel in the event of impact.
  • the invention relates to a clock escapement mechanism, comprising an escapement wheel subjected to a pivoting torque, of moment less than or equal to a nominal moment, around a first pivot axis, and a resonator integral with a regulating mobile mounted pivoting about a second axis of real or virtual pivoting, said escapement wheel comprising a plurality of actuators regularly spaced on its periphery, and each arranged to cooperate directly with at least a first the track of said mobile controller, characterized in that each said actuator comprises first barrier or electrostatic stop means and arranged to cooperate with said first track which is magnetized, respectively electrified, or ferromagnetic, or respectively electrostatic conductor, to exert on said first track a moment torque greater than said nominal moment, and again because characterized in that each said actuator further comprises second stop means arranged to constitute a stroke limiting stop, arranged to form an autonomous exhaust mechanism with at least a first abutment complementary surface that includes said movable regulator.
  • the invention also relates to a watch movement comprising at least one such escape mechanism, and comprising drive motor means subjecting said exhaust wheel to a torque of one-way pivoting around a first pivot axis, characterized in that said driving motor means are arranged to deliver a sufficient torque to allow the complete superposition of each said first surface with said first track.
  • the invention also relates to a timepiece comprising such a movement.
  • FIG. 1 is a partial schematic view of the exhaust mechanism according to the invention in a magnetic alternative, in which an escape wheel equipped with particular actuators at its periphery, each comprising magnetic tracks and a mechanical abutment, cooperating with a platform balance beam of a regulating wheel which comprises a truncated cylindrical crown, and magnetized parallel to the axis of pivoting of the beam;
  • FIG. 2 shows schematically and in section through the pivot axes of the balance wheel and the escape wheel, the mechanism of Figure 1
  • Figures 3 and 4 show, in a similar manner to Figures 1 and 2, the cooperation of a first magnetic surface of an actuator with the crown;
  • FIGS. 5, 6, 6A and 7 represent a similar mechanism with actuators of particular shape, each grouping together a first magnetic surface, a second magnetic surface, and a mechanical stop: FIG. 5 in a global plan view, FIG. in side view, Figure 6A in top view, the first magnetic track being in cooperation with the magnetized ring, and Figure 7 in perspective in this same position of Figure 6A;
  • FIGS. 11 to 13 illustrate an exemplary embodiment of an exhaust mechanism according to the invention, in a magnetic alternative:
  • an escape wheel comprises two disks, upper and lower, each equipped with actuators magnetized in an axial direction.
  • This escapement wheel cooperates with a platform balance, not shown in Figures 12 and 13 which show only a regulating mobile that carries this plate, and which comprises a truncated cylindrical ring, magnetized in an axial direction;
  • FIG. 14 represents the mechanism of FIGS. 11 to 13, the upper disk not being shown, so as to illustrate the position of the actuators, in particular in the zone of interference with the ring gear;
  • FIGS. 15 to 35 are views from above of this partial exploded view that constitutes FIG. 14, and illustrate the kinematics of the exhaust mechanism according to the invention.
  • the invention relates to the field of watch exhaust mechanisms, and more particularly to the field of non-contact exhausts.
  • the invention proposes to adapt the principle of mechanical cylinder exhausts, which has the advantage of providing safety in case of excessive torque, especially during an impact, but whose high level of friction alters so much. important performance of the exhaust.
  • the invention relates to a watch exhaust mechanism 1, which is arranged to cooperate with torque supply means, in particular drive motor means 2, such as a barrel or the like.
  • This escapement mechanism 1 comprises an escape wheel 3, which is subjected to a pivoting torque, of moment less than or equal to a nominal moment, around a first pivot axis D1, under the action of such means. couple supply.
  • This exhaust mechanism 1 comprises a regulator or resonator member 4 integral with a regulating wheel 5, preferably pivotally mounted around a second real or virtual pivot axis D2.
  • the escape wheel 3 having a plurality of actuators 6, which are regularly spaced on its periphery. Each of these actuators 6 is arranged to cooperate directly with at least a first track 7 that comprises the regulating mobile 5.
  • each such actuator 6 comprises first barrier or electrostatic stopping means and arranged to cooperate with such at least one first track 7 which is magnetized, respectively electrified, or electromagnetic, or electrostatically conductive respectively, for exert on this first track 7 a moment torque greater than the nominal moment.
  • each actuator 6 further comprises second stop means arranged to constitute a stroke limiting stop, arranged to constitute an autonomous exhaust mechanism with at least a first abutment complementary surface 10 that comprises the regulating wheel 5.
  • these first stop means comprise a surface 61, 610, 62, 620, which is magnetized, respectively electrified, or ferromagnetic, or respectively electrostatic conductive, barrier, and which is arranged to cooperate with the first track 7 which is magnetized, respectively electrified, or ferromagnetic, or respectively electrostatic conductive, so as to create between the first track 7 and each surface 61, 610, 62, 620, the actuator 6 concerned a moment torque greater than said nominal moment.
  • these first stop means comprise, arranged to cooperate with the first track, on the one hand a first surface 61, 62, to exert a torque with a first moment less than a second moment of a stop torque on the other hand exerts a second surface 610, 620, barrier where reigns a magnetic field, respectively electrostatic, of greater intensity than the magnetic field, respectively electrostatic, present at the first surface 61, 62, and the second 610 surface, 620, being arranged to cooperate with at least a first complementary abutment surface 10 that comprises the regulating mobile 5 to form with it an autonomous exhaust mechanism.
  • the second stop means comprise a mechanical stop 9, which is arranged to cooperate, as a limit stop, with at least a first complementary abutment surface 10 that the mobile regulator 5, to constitute with it an autonomous exhaust mechanism.
  • each such actuator 6 comprises successively, in a single direction of entry in cooperation with the first track 7, a said first surface 61, 62, a second surface 610, 620), and a mechanical stop 9.
  • a first magnetized surface is arranged to cooperate with such at least one first track 7 which is magnetized, respectively electrified, or electromagnetic, respectively electrostatically conductive, so to repel or attract each first surface 61 of each actuator 6.
  • each said actuator 6 comprises a mechanical stop 9, which is arranged to cooperate, limit stop stroke, with at least a first complementary abutment surface 10, and / or with a junction surface 12 oblique, that includes the mobile regulator 5, to constitute with this surface, or with these surfaces, an autonomous exhaust mechanism.
  • the exhaust mechanism 1 according to the invention is more particularly an exhaust at rest without contact. Indeed, the role of the mechanical stop is to ensure the operation of the escape mechanism even when applying an over-torque or during an impact: in normal operation, the cooperation of the first surfaces 61 with the track or tracks 7 of the mobile regulator 5 is sufficient to ensure the operation of the exhaust.
  • the escape wheel 3 is subjected to a one-way pivoting torque about a first pivot axis D1, under the action of the torque to which it is subjected, in particular from the driving motor means 2 .
  • the resonator 4 is in reciprocating pivoting movement, and is integral with such a movable regulator 5 pivotally mounted about a second pivot axis D2.
  • all the actuators 6 are identical to each other. They preferably have identical radial positioning.
  • the first track 7 is located on a sector of a body of revolution centered on the second axis of pivoting D2 and is of angular amplitude strictly less than 360 °.
  • This first track 7 may be continuous as in the illustrated case, or may consist of track sections adjacent to each other on at least a portion of the periphery of the regulator 5.
  • the first track 7 magnetized, respectively electrified is formed of a succession of magnetized pads, respectively electrified. In the remainder of the present description, either "first track 7" is used interchangeably.
  • the first track 7 is flat, and all the actuators 6 which are arranged to cooperate with it have their first surfaces 61 located in the same plane.
  • the first abutment complementary surface 10 is carried by a truncated crown 50, which is a sector of a body of revolution centered on the second pivot axis D2.
  • This first abutment complementary surface 10 is of angular amplitude strictly less than 360 °, so as to minimize the energy exchange between the resonator 4 and the escape wheel 3, except in the vicinity of the equilibrium position of the resonator.
  • the first track 7 generates a first magnetic field, respectively electrostatic, which tends to push each first surface 61 of each actuator 6, which first surface 61 is magnetized, respectively electrified, in a polarity opposite to that of the first field magnetic, respectively electrostatic.
  • each actuator 6 comprises a first magnetized surface 61, respectively electrified, arranged to cooperate with the first track 7 which is magnetized, respectively electrified, so as to attract each first surface 61 of each actuator 6.
  • the wheel of Exhaust 3 may also comprise a plurality of magnets that interact with a track of iron or ferromagnetic material, respectively electrostatically conductive, on a plate integral with the resonator 4.
  • this plate is a ring having holes arranged to form baffles.
  • each said actuator 6 comprises a second surface 62 magnetized, respectively electrified, arranged to cooperate with a second track 8 of the mobile regulator 5.
  • the second track 8 is flat, and all the actuators 6 which are arranged to cooperate with it have their second surfaces 61 located in the same plane. More particularly, this second track 8 is parallel to said first track 7, and perpendicular to the second pivot axis D2.
  • this second track 8 is an annular sector oriented on the second pivot axis D2 and of angular amplitude strictly less than 360 °, and it generates a second magnetic field, respectively electrostatic, which tends to pushing each second surface 62, which second surface 62 is magnetized, respectively electrified, in a polarity opposite to that of said second magnetic field, respectively electrostatic.
  • the second magnetized track 8, respectively electrified is formed of a succession of magnetized pads, respectively electrified.
  • the escape wheel 3 comprises at least one upper disc 31 comprising the first surfaces 61, and a lower disc 32 having the second surfaces 62 situated in line with these first surfaces. 61 and opposed thereto, and the escape wheel 3 comprises means for closing the magnetic field, respectively electrostatic, between the upper disk 31 and the lower disk 32.
  • This arrangement avoids excessive axial force on the wheel. 'exhaust.
  • the forces exerted on either side of the regulator 5 are equal.
  • each mechanical abutment 9 is further arranged to cooperate, as a stroke limiting abutment, with at least one second abutment complementary surface 1 1 that comprises the regulating wheel 5.
  • This second abutment complementary surface 1 1 is more particularly carried by a surface of revolution oriented on the second pivot axis D2, and is of angular amplitude strictly less than 360 °.
  • the second abutment complementary surface 1 1 is connected to the first abutment complementary surface 10 by at least one joining surface 12, which is arranged to constitute a pulse ramp of the resonator 4 when this joining surface 12 is in abutment abutment on an actuator 6, arranged to supply energy to the resonator in the vicinity of its balance position.
  • this joining surface 12 is flat or substantially planar, parallel to the second pivot axis D2, and inclined with respect to the radial plane joining it to the second pivot axis D2 and passing through this one.
  • the mechanical stop 9 comprises, in a similar manner, a pulse ramp arranged to bring energy to the resonator in the vicinity of its equilibrium position.
  • such a pulse ramp brings energy to the resonator in the vicinity of its equilibrium position only if the engine torque printed at the escape wheel 3 is such that the repulsion, or the attraction respectively. , between the first track 7 and each first surface 61, is insufficient to avoid contact between the mechanical stop 9 and the regulating mobile 5.
  • the first magnetized track 7, respectively electrified is formed of a succession of magnetized pads, respectively electrified.
  • each first magnetized surface respectively electrified, has a degressive section in the radial direction away from the first pivot axis D1, so that the area of a superposition surface 71 corresponding to the projection of the first surface 61 on the first track 7 is variable during the relative pivoting of the escape wheel 2 and the regulator 5.
  • the escape wheel 3 gradually supplies energy to the regulator 5, and this mobile regulator 5 instantaneously restores all this accumulated energy, in the form of a pulse printed on the resonator 4. exhaust mechanism 1 thus constituting a constant force escapement mechanism.
  • the escapement mechanism 1 constitutes a cylinder escapement mechanism, where the first abutment complementary surface 10 is the inner surface of a cylindrical tubular sector, and wherein the second abutment complementary surface 1 1 is the outer surface of this cylindrical tubular sector.
  • the escapement mechanism 1 constitutes a type of ankle escapement mechanism. Lepaute, where the escape wheel 3 comprises a half-pin at each actuator 6, and where the first abutment complementary surface 10 is the inner surface of a first compass leg, and the second abutment complementary surface 1 1 is the outer surface of a second compass leg.
  • the inner surface of the first compass leg and the outer surface of said second compass leg are separated by a space, the width of which is greater than the radius of the half-pin.
  • the first compass branch and the second compass branch are integral with each other.
  • first compass branch and the second compass branch pivot about a common axis, and are connected to each other by a spring or the like.
  • This ankle escapement is more suited to static timepieces, the elimination of friction through the implementation of magnetic or electrostatic fields provides a precise and quiet, which allows its use for clocks or living room clocks.
  • each actuator 6 comprises, between the first surface 61 (or respectively the second surface 62) and the mechanical stop 9, a barrier 610 (respectively 620 ) magnetized respectively electrified, where there is a magnetic field, respectively electrostatic, of greater intensity than the magnetic field, respectively electrostatic, present at the first surface 61 (or respectively the second surface 62).
  • the exhaust is thus improved and constitutes a constant force system.
  • the combination of several magnetic poles, or respectively electrostatic poles, which succeed one another in the movement of the escape wheel 3 with respect to the mobile regulator 5 makes it possible to recharge a magnetic potential, or electrostatic respectively, repulsion (between these poles and the mobile regulator 5), which is released at the passage of the pendulum plate notch.
  • the escape wheel 3 then has enough torque to superimpose the first surface 61 (or respectively the second surface 62) to the first track 7 (or respectively the second track 8), but not enough to overlay the barrier 610 (respectively 620) which stops the wheel.
  • the transmitted energy therefore corresponds to this magnetic or electrostatic repulsion potential between, on the one hand, the first surface 61 (or respectively the second surface 62) and secondly the first track 7 (or respectively the second track 8), which is constant, which provides a constant force or torque, which more generally refers to constant force.
  • the geometry of the exhaust may be substantially different from the conventional cylinder exhaust.
  • the geometry of the exhaust may be substantially different from the conventional cylinder exhaust. For example :
  • the diameter of the cylinder can be higher
  • a number of teeth greater than one can be included in the cylinder
  • the axis is not necessarily hollow, a plate can fulfill the function of the cylinder;
  • the system can operate at small amplitudes.
  • the invention thus makes it possible to escape certain geometrical constraints of the conventional cylinder escapement.
  • Magnetic or electrostatic repulsion can be carried out in different ways.
  • One possibility is to form, as visible in the figures, a two-level escapement wheel that sandwiches the balance plate.
  • the escape wheel may be made of iron or ferromagnetic material, or respectively electrostatic conductor, to form a magnetic path, respectively electrostatic.
  • Architecture with a two level shelf and a single level wheel is also possible.
  • the exhaust mechanism 1 according to the invention is, in particular, without a stopper such as anchor or the like.
  • the invention also relates to a watch movement 100 comprising at least one such escapement mechanism 1, and comprising driving motor means 2 subjecting an escape wheel 3 to a one-way pivoting torque around a first pivot axis D1.
  • the driving motor means 2 are arranged to deliver a sufficient torque to allow the complete superposition of each first surface 61 with the first track 7.
  • the actuators 6 comprise barriers, the maximum torque delivered by the driving motor means 2 is limited to a level which is insufficient to allow the complete superposition of each barrier 610 with the first track 7.
  • the invention also relates to a timepiece, in particular a watch, comprising such a movement 100.
  • FIGS. 11 to 13 illustrate an exemplary embodiment of an escapement mechanism according to the invention, in a magnetic alternative, and in which the escape wheel 3, of pivot axis D1, comprises two disks, upper 31 and lower 32, each equipped with actuators 6 which are here magnetized in an axial direction parallel to D1, with first surfaces 61 at the top disc 31, second surfaces 62 at lower disc 32, first barriers 610 at level of the upper disk 31, the second barriers 620 at the lower disk 32, and on one and the other disk, the mechanical stops 9.
  • This escape wheel 3 cooperates with a platform balance 4, the latter is not shown in Figures 12 and 13 which show only the movable regulator 5 that carries this plate, and which comprises a ring 50, preferably cylindrical, truncated axis of pivoting D2, here parallel to D1.
  • This ring 50 is magnetized in an axial direction parallel to D2.
  • the ring 50 has a complementary internal abutment surface 10, and a second complementary abutment surface 1 1 external, connected on each side of an opening 51 by a junction surface 12, preferably sloping, and delimited on the inside by a inner spout 13, and the outer side by an outer spout 14.
  • the configuration of the sloped surfaces 12 and the spouts 13 and 14 is not symmetrical, on either side of the opening 51.
  • the two sloped surfaces 12 are flat, and inclined, and each make an angle of the same orientation and substantially the same value, with the radial end of the pivot axis D2.
  • FIG. 12 shows the respective magnetizations of the regulator 5 and the actuators 6.
  • the torque of the escape wheel 3 forces a first magnetized portion, in this case the first surface 61 or the second surface 62, of the actuator 6 arriving in the vicinity of the 50th crown, superimposed on, or respectively under, the magnetized ring 50.
  • the second magnetized part then being in the interference zone, which is constituted by the first barrier 610, respectively the second barrier 620, has too much magnetic repulsion with the crown 50, the effect of which is to stop the escape wheel 3.
  • the mechanical stops 9 prevent a stall of the system in the event of shock or excessively high torque on the escape wheel 3.
  • FIG. 14 represents the same assembly, the upper disk 31 not being shown, so as to illustrate the position of the actuators 6, in particular in the zone of interference with the ring 50.
  • FIGS. 15 to 35 are top views of this partial exploded view that constitutes FIG. 14, and illustrate the kinematics of the system, since FIG. 15, which illustrates the end of a cycle in which the escape wheel 3 rotates in the clockwise A, under the effect of motor means 2 not shown, such as a barrel by means of a gear train.
  • the balance also rotates clockwise under the spring action of the spiral spring.
  • An actuator 6 interferes with the outside of the ring 50, at the level of the second outer abutment surface 1 1 end.
  • the torque of the escape wheel 3 forces the second surface 62 to be superimposed under the magnetized crown 50.
  • the second barrier 620 has too much magnetic repulsion with the crown 50, the effect of which is to stop the wheel from exhaust 3, with the actuator 6 considered outside the ring 50.
  • FIG. 16 shows the continued travel of the balance wheel in clockwise direction, which passes through the neutral point where the return torque of the spiral spring is zero, and the second surface 62 begins to apply a time pulse to the balance by magnetic repulsion, similarly to a constant force.
  • the following figures include arrows illustrating the rotations already made of the balance wheel and the escape wheel from this stage.
  • Figure 17 shows the end of the hour pulse, the second surface 62 crosses the junction surface 12, and escapes the inner beak 13 which defines it.
  • the balance releases the second surface 62 of the actuator 6, and does not oppose the passage of the second barrier 620 and stop 9.
  • the escape wheel 3 can then start to turn clockwise.
  • Figure 18 shows the system at the beginning of the alternation of the balance, which rotates under the effect of the pulse in the clockwise direction H, and the rotation of the exhaust street 3.
  • the actuator 6 enters the domain delimited by the grip of the crown 50, inside thereof.
  • FIG. 19 shows the arrival of an actuator 6 in interference with the inside of the ring 50, at a first internal stop complementary surface 10, the balance always rotating in clockwise direction H under the effect of Impulse,
  • the torque of the escape wheel 3 forces the second surface 62 to be superimposed under the magnetic crown 50.
  • the second barrier 620 has too much magnetic repulsion with the ring 50, the effect of which is to stop the exhaust wheel 3, with the actuator 6 considered inside the ring 50.
  • the pendulum continues to rotate in a clockwise direction H, up to the maximum amplitude, the escape wheel 3 still being at a standstill, as can be seen in FIG.
  • the rocker arm always rotates counter-clockwise AH
  • the ring gear 50 passes behind a second actuator 6B which is kept at a standstill, behind the actuator 6A which is in the blocking position on the first complementary abutment surface 10 and waiting for its release, which will allow to apply the impulse to the pendulum, this time in the anti-clockwise direction.
  • at least two actuators 6: 6A, 6B can thus remain in the inner volume of the ring 50.
  • FIG. 24 shows, as Figure 17, the end of the hour pulse, the second surface 62 crosses the junction surface 12, and escapes the inner beak 13 which delimits.
  • the rocker releases the second surface 62 of the actuator 6, and does not oppose the passage of the second barrier 620 and the stop 9.
  • the escape wheel 3 can then start turning clockwise.
  • FIG. 25 shows the docking of an actuator 6 at the level of the second complementary abutment surface 1 1 external of the crown 50, and, as previously, the stopping of the escape wheel 3.
  • FIG. 26 illustrates the end of the anti-clockwise rotation AH of the balance wheel, the escape wheel 3 being at a standstill.
  • Figure 27 shows the passage of the pendulum clockwise H2, the escape wheel 3 is still at a standstill.
  • the pendulum continues its hourly rotation.
  • Figure 29 shows the beginning of the time pulse, the escape wheel 3 is still at a standstill.
  • the amplitude of the two alternations is substantially symmetrical. It should be noted that, in the example illustrated by the figures, the pulses are not exactly given for the same angular position of the plate, an optimized escape pattern, within the range of the watchmaker of exhausts, allows to improve this situation.
  • the mechanism according to the invention is designed to handle the case of a too high torque.
  • Figure 30 illustrates the system for nominal torque at the escape wheel.
  • FIG. 31 shows a torque to the escape wheel which is higher than the nominal: in case of exceeding the nominal torque at the escape wheel, the mechanical stops 9 of the actuator 6 avoid a stall system.
  • FIG. 32 shows, in this same case, the continued pivoting of the balance in a clockwise direction H, with a mechanical stop 9 bearing on the second complementary abutment surface 1 1 external to the ring 50.
  • FIG. 33 represents the instant preceding a so-called mechanical pulse, where the mechanical stop 9 bears on an external nose 14 which marks the nominal between the second complementary abutment surface 1 1 of the outer ring 50 and the junction surface 12.
  • FIG. role of the inclined junction surface 12, the ring 50 which prints a mechanical type pulse in the same way as in a traditional cylinder exhaust. This makes it possible to ensure the operation of the system even if the torque is too high.
  • Figure 35 shows the end of this mechanical pulse.
  • the invention provides a higher efficiency than in a conventional cylinder exhaust.
  • the chronometric properties of an escapement according to the invention are satisfactory.

Abstract

Mécanisme d'échappement (1) comportant une roue d'échappement (3) soumise à un couple de pivotement et un résonateur (4) solidaire d'un mobile régulateur (5) monté pivotant, la roue d'échappement (3) comportant une pluralité d'actionneurs (6) régulièrement espacés sur sa périphérie, chacun agencé pour coopérer directement avec au moins une première piste (7) du mobile régulateur (5). Chaque actionneur (6) comporte une première surface (61) magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, agencée pour coopérer avec la première piste (7) qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, pour repousser ou attirer chaque première surface (61) de l'actionneur (6). Et chaque actionneur (6) comporte une butée mécanique (9) agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une première surface complémentaire de butée (10) que comporte le mobile régulateur (5) pour constituer avec elle un mécanisme d'échappement autonome.

Description

Mécan ism e d'échappem ent à cyli ndre d 'horlogerie sans contact Domaine de l'invention
L'invention concerne un mécanisme d'échappement d'horlogerie, comportant une roue d'échappement soumise à un couple de pivotement, de moment inférieur ou égal à un moment nominal, autour d'un premier axe de pivotement, et un résonateur solidaire d'un mobile régulateur monté pivotant autour d'un deuxième axe de pivotement réel ou virtuel, ladite roue d'échappement comportant une pluralité d'actionneurs régulièrement espacés sur sa périphérie, et chacun agencé pour coopérer directement avec au moins une première piste dudit mobile régulateur.
L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant au moins un tel mécanisme d'échappement, et comportant des moyens moteurs d'entraînement soumettant une dite roue d'échappement à un couple de pivotement de sens unique autour d'un premier axe de pivotement.
L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie comportant un tel mouvement.
L'invention concerne le domaine des mécanismes d'échappement d'horlogerie, et, plus particulièrement, le domaine des échappements sans contact.
Arrière-plan de l'invention
L'échappement à cylindre est satisfaisant du point de vue sécurité, mais il présente deux points faibles importants :
- ce n'est pas un échappement libre, c'est-à-dire qu'une des dents de la roue d'échappement est constamment en contact avec le balancier et donc en frottement. Ce frottement perturbe les oscillations, diminue le rendement de l'échappement et détériore les propriétés chronométriques ;
- ce n'est pas un échappement à force constante. L'énergie transmise au balancier dépend du couple de la roue d'échappement. Résumé de l'invention
L'invention se propose d'adapter le principe des échappements à cylindre mécanique, qui présente l'avantage d'assurer une sécurité en cas de couple trop important, notamment lors d'un choc, mais dont le niveau de frottements élevé altère de façon importante le rendement de l'échappement.
L'invention se base sur le principe de la suppression du contact et du frottement dans un échappement à cylindre, par la mise en place d'aimants, ou d'électrets, ou similaires, qui, judicieusement placés, forment une répulsion magnétique ou électrostatique, qui supprime le frottement et donc le défaut principal de cet échappement. Les aimants, ou similaires, placés sur la roue d'échappement, font office de butée sans contact. Des butées mécaniques sont ajoutées pour éviter tout emballement de la roue d'échappement en cas de choc.
Le fait de combiner un système sans contact avec des sécurités mécaniques est un point important de l'invention.
A cet effet, l'invention concerne un mécanisme d'échappement d'horlogerie, comportant une roue d'échappement soumise à un couple de pivotement, de moment inférieur ou égal à un moment nominal, autour d'un premier axe de pivotement, et un résonateur solidaire d'un mobile régulateur monté pivotant autour d'un deuxième axe de pivotement réel ou virtuel, ladite roue d'échappement comportant une pluralité d'actionneurs régulièrement espacés sur sa périphérie, et chacun agencé pour coopérer directement avec au moins une première piste dudit mobile régulateur, caractérisé en ce que chaque dit actionneur comporte des premiers moyens d'arrêt magnétiques ou électrostatiques faisant barrière et agencés pour coopérer avec ladite première piste qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, pour exercer sur ladite première piste un couple de moment supérieur audit moment nominal, et encore caractérisé en ce que chaque dit actionneur comporte encore des deuxièmes moyens d'arrêt agencés pour constituer une butée de limitation de course, agencée pour constituer un mécanisme d'échappement autonome avec au moins une première surface complémentaire de butée que comporte ledit mobile régulateur.
L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant au moins un tel mécanisme d'échappement, et comportant des moyens moteurs d'entraînement soumettant une dite roue d'échappement à un couple de pivotement de sens unique autour d'un premier axe de pivotement, caractérisé en ce que lesdits moyens moteurs d'entraînement sont agencés pour délivrer un couple suffisant pour autoriser la superposition complète de chaque dite première surface avec ladite première piste.
L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie comportant un tel mouvement.
Description sommaire des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où :
- la figure 1 représente, de façon schématisée, partielle, et en vue en plan, un mécanisme d'échappement selon l'invention, dans une alternative magnétique, où une roue d'échappement équipée d'actionneurs particuliers à sa périphérie, comportant chacun des pistes magnétiques et une butée mécanique, coopère avec un balancier à plateau porteur d'un mobile régulateur qui comporte une couronne cylindrique tronquée, et aimantée parallèlement à l'axe de pivotement du balancier ;
- la figure 2 représente, de façon schématisée et en coupe passant par les axes de pivotement du balancier et de la roue d'échappement, le mécanisme de la figure 1
- les figures 3 et 4 représentent, de façon analogue aux figures 1 et 2, la coopération d'une première surface magnétique d'un actionneur avec la couronne ;
- les figures 5, 6, 6A et 7 représentent un mécanisme similaire avec des actionneurs de forme particulière, regroupant chacun une première surface magnétique, une deuxième surface magnétique, et une butée mécanique : la figure 5 en vue en plan globale, la figure 6 en vue de côté, la figure 6A en vue de dessus, la première piste magnétique étant en coopération avec la couronne aimantée, et la figure 7 en perspective dans cette même position de la figure 6A ;
- les figures 8, 9, et 10 montrent, en vue partielle et en plan, la coopération, en cas de surcouple, des butées mécaniques des actionneurs avec, selon le cas, la surface cylindrique intérieure ou extérieure de la couronne ;
- les figures 1 1 à 13 illustrent un exemple de réalisation d'un mécanisme d'échappement selon l'invention, dans une alternative magnétique : Dans cet exemple non limitatif, une roue d'échappement comporte deux disques, supérieur et inférieur, chacun équipé d'actionneurs aimantés selon une direction axiale. Cette roue d'échappement coopère avec un balancier à plateau, non représenté sur les figures 12 et 13 qui montrent seulement un mobile régulateur que porte ce plateau, et qui comporte une couronne cylindrique tronquée, aimantée selon une direction axiale ;
- la figure 14 représente le mécanisme des figures 1 1 à 13, le disque supérieur n'étant pas représenté, de façon à illustrer la position des actionneurs, notamment dans la zone d'interférence avec la couronne ;
- les figures 15 à 35 sont des vues de dessus de cet éclaté partiel que constitue la figure 14, et illustrent la cinématique du mécanisme d'échappement selon l'invention.
Description détaillée des modes de réalisation préférés
L'invention concerne le domaine des mécanismes d'échappement d'horlogerie, et, plus particulièrement, le domaine des échappements sans contact.
L'invention se propose d'adapter le principe des échappements à cylindre mécanique, qui présente l'avantage d'assurer une sécurité en cas de couple trop important, notamment lors d'un choc, mais dont le niveau de frottements élevé altère de façon importante le rendement de l'échappement.
A cet effet, l'invention concerne un mécanisme d'échappement 1 d'horlogerie, qui est agencé pour coopérer avec des moyens de fourniture de couple, notamment de moyens moteurs d'entraînement 2, tel qu'un barillet ou similaire.
Ce mécanisme d'échappement 1 comporte une roue d'échappement 3, qui est soumise à un couple de pivotement, de moment inférieur ou égal à un moment nominal, autour d'un premier axe de pivotement D1 , sous l'action de tels moyens de fourniture de couple.
Ce mécanisme d'échappement 1 comporte un organe régulateur ou résonateur 4 solidaire d'un mobile régulateur 5, de préférence monté pivotant autour d'un deuxième axe de pivotement réel ou virtuel D2.
La roue d'échappement 3 comportant une pluralité d'actionneurs 6, qui sont régulièrement espacés sur sa périphérie. Chacun de ces actionneurs 6 est agencé pour coopérer directement avec au moins une première piste 7 que comporte le mobile régulateur 5.
Selon l'invention, chaque tel actionneur 6 comporte des premiers moyens d'arrêt magnétiques ou électrostatiques faisant barrière et agencés pour coopérer avec une telle au moins une première piste 7 qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, pour exercer sur cette première piste 7 un couple de moment supérieur au moment nominal.
Et chaque actionneur 6 comporte encore des deuxièmes moyens d'arrêt agencés pour constituer une butée de limitation de course, agencée pour constituer un mécanisme d'échappement autonome avec au moins une première surface complémentaire de butée 10 que comporte le mobile régulateur 5.
Plus particulièrement, ces premiers moyens d'arrêt comportent une surface 61 , 610, 62, 620, qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, faisant barrière, et qui est agencée pour coopérer avec la première piste 7 qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, de façon à créer entre la première piste 7 et chaque surface 61 , 610, 62, 620, de l'actionneur 6 concerné un couple de moment supérieur audit moment nominal.
Plus particulièrement, ces premiers moyens d'arrêt comportent, agencées pour coopérer avec la première piste, d'une part une première surface 61 , 62, pour exercer un couple avec un premier moment inférieur à un deuxième moment d'un couple d'arrêt qu'exerce d'autre part une deuxième surface 610, 620,faisant barrière où règne un champ magnétique, respectivement électrostatique, d'intensité supérieure au champ magnétique, respectivement électrostatique, présent au niveau de la première surface 61 , 62, et la deuxième surface 610, 620, étant agencée pour coopérer avec au moins une première surface complémentaire de butée 10 que comporte le mobile régulateur 5 pour constituer avec elle un mécanisme d'échappement autonome.
Plus particulièrement, les deuxièmes moyens d'arrêt comportent une butée mécanique 9, qui est agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une première surface complémentaire de butée 10 que comporte le mobile régulateur 5, pour constituer avec elle un mécanisme d'échappement autonome.
Plus particulièrement, chaque tel actionneur 6 comporte successivement, dans un sens unique d'entrée en coopération avec la première piste 7, une dite première surface 61 , 62, une deuxième surface 610, 620), et une butée mécanique 9.
Plus particulièrement, une première surface 61 magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, est agencée pour coopérer avec une telle au moins une première piste 7 qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, de façon à repousser ou attirer chaque première surface 61 de chaque actionneur 6.
Et chaque dit actionneur 6 comporte une butée mécanique 9, qui est agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une première surface complémentaire de butée 10, ou/et avec une surface de jonction 12 oblique, que comporte le mobile régulateur 5, pour constituer avec cette surface, ou avec ces surfaces, un mécanisme d'échappement autonome.
Le mécanisme d'échappement 1 selon l'invention est plus particulièrement un échappement à repos sans contact. En effet, le rôle de la butée mécanique est d'assurer le fonctionnement du mécanisme d'échappement même en cas d'application d'un sur-couple ou lors d'un choc : en marche normale, la coopération des premières surfaces 61 avec la ou les pistes 7 du mobile régulateur 5 suffit à assurer le fonctionnement de l'échappement.
De préférence, la roue d'échappement 3 est soumise à un couple de pivotement de sens unique autour d'un premier axe de pivotement D1 , sous l'action du couple auquel elle est soumise, notamment en provenance des moyens moteurs d'entraînement 2.
De préférence, le résonateur 4 est en mouvement de pivotement alternatif, et est solidaire d'un tel mobile régulateur 5 monté pivotant autour d'un deuxième axe de pivotement D2.
De préférence, tous les actionneurs 6 sont identiques entre eux. Ils ont de préférence un positionnement radial identique.
Dans la réalisation particulière illustrée sur les figures, la première piste 7 est située sur un secteur d'un corps de révolution axé sur le deuxième axe de pivotement D2 et est d'amplitude angulaire strictement inférieure à 360°. Cette première piste 7 peut être continue comme dans le cas illustré, ou encore être constituée de tronçons de piste voisins les uns des autres sur au moins une partie de la périphérie du mobile régulateur 5. Dans une réalisation particulière, la première piste 7 magnétisée, respectivement électrisée, est formée d'une succession de plots aimantés, respectivement électrisés. Dans la suite de la présente description, on appelle indifféremment « première piste 7 » l'une ou l'autre exécution.
De préférence, la première piste 7 est plane, et tous les actionneurs 6 qui sont agencés pour coopérer avec elle ont leurs premières surfaces 61 situées dans un même plan.
Dans une réalisation particulière non limitative, et tel que visible sur les figures, la première surface complémentaire de butée 10 est portée par une couronne tronquée 50, qui est un secteur d'un corps de révolution axé sur le deuxième axe de pivotement D2. Cette première surface complémentaire de butée 10 est d'amplitude angulaire strictement inférieure à 360°, de façon à minimiser l'échange d'énergie entre le résonateur 4 et la roue d'échappement 3, hormis au voisinage de la position d'équilibre du résonateur.
Dans une réalisation particulière, la première piste 7 génère un premier champ magnétique, respectivement électrostatique, qui tend à repousser chaque première surface 61 de chaque actionneur 6, laquelle première surface 61 est magnétisée, respectivement électrisée, selon une polarité opposée à celle du premier champ magnétique, respectivement électrostatique.
Dans une réalisation particulière, chaque actionneur 6 comporte une première surface 61 magnétisée, respectivement électrisée, agencée pour coopérer avec la première piste 7 qui est magnétisée, respectivement électrisée, de façon à attirer chaque première surface 61 de chaque actionneur 6. La roue d'échappement 3 peut aussi comporter une pluralité d'aimants qui interagissent avec une piste en fer ou en matériau ferromagnétique, respectivement électrostatiquement conducteur, sur un plateau solidaire du résonateur 4.
Plus particulièrement, ce plateau est un anneau comportant des trous disposés de façon à former des chicanes.
De façon particulière, chaque dit actionneur 6 comporte une deuxième surface 62 magnétisée, respectivement électrisée, agencée pour coopérer avec une deuxième piste 8 du mobile régulateur 5. De préférence, la deuxième piste 8 est plane, et tous les actionneurs 6 qui sont agencés pour coopérer avec elle ont leurs deuxièmes surfaces 61 situées dans un même plan. Plus particulièrement, cette deuxième piste 8 est parallèle à ladite première piste 7, et perpendiculaire au deuxième axe de pivotement D2.
De façon similaire à la première piste 7, cette deuxième piste 8 est un secteur annulaire axé sur le deuxième axe de pivotement D2 et d'amplitude angulaire strictement inférieure à 360°, et elle génère un deuxième champ magnétique, respectivement électrostatique, qui tend à repousser chaque deuxième surface 62, laquelle deuxième surface 62 est magnétisée, respectivement électrisée, selon une polarité opposée à celle dudit deuxième champ magnétique, respectivement électrostatique. Dans une réalisation particulière, la deuxième piste 8 magnétisée, respectivement électrisée, est formée d'une succession de plots aimantés, respectivement électrisés.
De façon avantageuse, tel que visible sur les figures 12 et 13, la roue d'échappement 3 comporte au moins un disque supérieur 31 comportant les premières surfaces 61 , et un disque inférieur 32 comportant les deuxièmes surfaces 62 situées au droit de ces premières surfaces 61 et opposées à celles-ci, et la roue d'échappement 3 comporte des moyens de fermeture de champ magnétique, respectivement électrostatique, entre le disque supérieur 31 et le disque inférieur 32. Cette disposition évite un effort axial trop important sur la roue d'échappement. De préférence les efforts exercés de part et d'autre du mobile régulateur 5 sont égaux.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, chaque butée mécanique 9 est encore agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une deuxième surface complémentaire de butée 1 1 que comporte le mobile régulateur 5. Cette deuxième surface complémentaire de butée 1 1 est plus particulièrement portée par une surface de révolution axée sur le deuxième axe de pivotement D2, et est d'amplitude angulaire strictement inférieure à 360°.
De préférence, la deuxième surface complémentaire de butée 1 1 est reliée à la première surface complémentaire de butée 10 par au moins une surface de jonction 12, laquelle est agencée pour constituer une rampe d'impulsion de le résonateur 4 quand cette surface de jonction 12 est en appui de butée sur un actionneur 6, agencée pour apporter de l'énergie au résonateur au voisinage de sa position d'équilibre. Dans une réalisation préférée, non limitative, illustrée par les figures, cette surface de jonction 12 est plane ou sensiblement plane, parallèle au deuxième axe de pivotement D2, et inclinée par rapport au plan radial la joignant au deuxième axe de pivotement D2 et passant par celui-ci.
Dans une réalisation particulière, la butée mécanique 9 comporte, de façon similaire, une rampe d'impulsion agencée pour apporter de l'énergie au résonateur au voisinage de sa position d'équilibre.
De préférence, une telle rampe d'impulsion n'apporte de l'énergie au résonateur au voisinage de sa position d'équilibre que si le couple moteur imprimé à la roue d'échappement 3 est tel que la répulsion, ou respectivement l'attraction, entre la première piste 7 et chaque première surface 61 , est insuffisante pour éviter le contact entre la butée mécanique 9 et le mobile régulateur 5.
Dans une réalisation particulière, la première piste 7 magnétisée, respectivement électrisée, est formée d'une succession de plots aimantés, respectivement électrisés.
Dans un mode particulier de réalisation, chaque première surface 61 magnétisée, respectivement électrisée, comporte une section dégressive dans la direction radiale d'éloignement par rapport au premier axe de pivotement D1 , de façon à ce que l'aire d'une surface de superposition 71 correspondant à la projection de la première surface 61 sur la première piste 7 soit variable pendant le pivotement relatif de la roue d'échappement 2 et du mobile régulateur 5.
De préférence, la roue d'échappement 3 apporte, de façon progressive, de l'énergie au mobile régulateur 5, et ce mobile régulateur 5 restitue de façon instantanée toute cette énergie accumulée, sous forme d'une impulsion imprimée au résonateur 4, ce mécanisme d'échappement 1 constituant ainsi un mécanisme d'échappement à force constante.
Dans un mode de réalisation illustré par les figures, le mécanisme d'échappement 1 selon l'invention constitue un mécanisme d'échappement à cylindre, où la première surface complémentaire de butée 10 est la surface intérieure d'un secteur tubulaire cylindrique, et où la deuxième surface complémentaire de butée 1 1 est la surface extérieure de ce secteur tubulaire cylindrique.
Dans un mode de réalisation alternatif, le mécanisme d'échappement 1 selon invention constitue un mécanisme d'échappement à chevilles de type Lepaute, où la roue d'échappement 3 comporte une demi-cheville au niveau de chaque actionneur 6, et où la première surface complémentaire de butée 10 est la surface intérieure d'une première branche de compas, et où la deuxième surface complémentaire de butée 1 1 est la surface extérieure d'une deuxième branche de compas. La surface intérieure de la première branche de compas et la surface extérieure de ladite deuxième branche de compas sont séparées par un espace, dont la largeur est supérieure au rayon de la demi-cheville. Dans une première alternative, la première branche de compas et la deuxième branche de compas sont solidaires l'une de l'autre Dans une deuxième alternative, la première branche de compas et la deuxième branche de compas pivotent autour d'un axe commun, et sont liées l'une à l'autre par un ressort ou similaire. Cet échappement à chevilles est plus adapté à des pièces d'horlogerie statiques, l'élimination des frottements grâce à la mise en œuvre des champs magnétiques ou électrostatiques procure une marche précise et silencieuse, qui autorise son emploi pour des pendules ou horloges de salon.
Dans une réalisation très particulière, et plus particulièrement détaillée ci- après avec les figures 12 à 31 , chaque actionneur 6 comporte, entre la première surface 61 (ou respectivement la deuxième surface 62) et la butée mécanique 9, une barrière 610 (respectivement 620) magnétisée, respectivement électrisée, où règne un champ magnétique, respectivement électrostatique, d'intensité supérieure au champ magnétique, respectivement électrostatique, présent au niveau de la première surface 61 (ou respectivement la deuxième surface 62).
L'échappement est ainsi amélioré et constitue un système à force constante. La combinaison de plusieurs pôles magnétiques, ou respectivement électrostatiques, qui se succèdent dans le défilement de la roue d'échappement 3 par rapport au mobile régulateur 5 permet de recharger un potentiel magnétique, ou respectivement électrostatique, de répulsion (entre ces pôles et le mobile régulateur 5), qui est libéré au passage de l'encoche de plateau du balancier. La roue d'échappement 3 a alors suffisamment de couple pour superposer la première surface 61 (ou respectivement la deuxième surface 62) à la première piste 7 (ou respectivement la deuxième piste 8), mais pas suffisamment pour y superposer la barrière 610 (respectivement 620) qui arrête la roue.
L'énergie transmise correspond donc à ce potentiel de répulsion magnétique ou électrostatique entre d'une part la première surface 61 (ou respectivement la deuxième surface 62) et d'autre part la première piste 7 (ou respectivement la deuxième piste 8), potentiel qui est constant, ce qui procure un effort ou couple constant, qu'on qualifie plus généralement de force constante.
Il faut noter que la géométrie de l'échappement peut être sensiblement différente de l'échappement à cylindre classique. Par exemple :
- le diamètre du cylindre peut être plus élevé ;
- un nombre de dents supérieur à un peut être compris dans le cylindre ;
- une impulsion n'est pas forcément donnée à chaque alternance ;
- l'axe n'est pas nécessairement creux, un plateau peut remplir la fonction du cylindre ;
- le système peut fonctionner à de petites amplitudes.
L'invention permet donc d'échapper à certaines contraintes géométriques de l'échappement à cylindre classique.
Un avantage supplémentaire réside dans le fait que, la plupart du temps, les pivots sont plaqués sur les pierres, ce qui amène une différence de chronométrie entre la position de la montre en horizontale et en verticale plus faible que dans un échappement à cylindre classique.
La répulsion magnétique ou électrostatique peut être effectuée de différentes manières. Une possibilité est de former, tel que visible sur les figures, une roue d'échappement deux niveaux qui prend en sandwich le plateau du balancier. La roue d'échappement peut être en fer ou matériau ferromagnétique, ou respectivement conducteur électrostatique, afin de former un chemin magnétique, respectivement électrostatique. Une architecture avec un plateau deux niveaux et une roue à un niveau est également possible.
Le mécanisme d'échappement 1 selon l'invention est, notamment, dépourvu d'arrêtoir tel qu'ancre ou similaire.
L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie 100 comportant au moins un tel mécanisme d'échappement 1 , et comportant des moyens moteurs d'entraînement 2 soumettant une roue d'échappement 3 à un couple de pivotement de sens unique autour d'un premier axe de pivotement D1 . Selon l'invention, les moyens moteurs d'entraînement 2 sont agencés pour délivrer un couple suffisant pour autoriser la superposition complète de chaque première surface 61 avec la première piste 7. Et, dans la version avantageuse où les actionneurs 6 comportent des barrières, le couple maximal délivré par les moyens moteurs d'entraînement 2 est limité à un niveau qui est insuffisant pour autoriser la superposition complète de chaque barrière 610 avec la première piste 7.
L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie, notamment une montre, comportant un tel mouvement 100.
Les figures 1 1 à 13 illustrent un exemple de réalisation d'un mécanisme d'échappement selon l'invention, dans une alternative magnétique, et où la roue d'échappement 3, d'axe de pivotement D1 , comporte deux disques, supérieur 31 et inférieur 32, chacun équipé d'actionneurs 6 qui sont ici aimantés selon une direction axiale parallèle à D1 , avec des premières surfaces 61 au niveau du disque supérieur 31 , des deuxièmes surfaces 62 au niveau du disque inférieur 32, des premières barrières 610 au niveau du disque supérieur 31 , des deuxièmes barrières 620 au niveau du disque inférieur 32, et, sur l'un et l'autre disque, des butées mécaniques 9. Cette roue d'échappement 3 coopère avec un balancier à plateau 4, ce dernier n'est pas représenté sur les figures 12 et 13 qui montrent seulement le mobile régulateur 5 que porte ce plateau, et qui comporte une couronne 50, de préférence cylindrique, tronquée, d'axe de pivotement D2, ici parallèle à D1 . Cette couronne 50 est aimantée selon une direction axiale parallèle à D2.
La couronne 50 comporte une surface complémentaire de butée 10 interne, et une deuxième surface complémentaire de butée 1 1 externe, reliées de chaque côté d'une ouverture 51 par une surface de jonction 12, de préférence pentée, et délimitée du côté intérieur par un bec intérieur 13, et du côté extérieur par un bec extérieur 14.
Dans une exécution préférée, mais non limitative, tel que visibles sur les figures, la configuration des surfaces pentées 12 et des becs 13 et 14 n'est pas symétrique, de part et d'autre de l'ouverture 51 . De préférence, les deux surfaces pentées 12 sont planes, et inclinées, et font chacune un angle de même orientation et sensiblement de même valeur, avec la radiale issue de l'axe de pivotement D2.
La figure 12 montre les aimantations respectives du mobile régulateur 5 et des actionneurs 6. Le couple de la roue d'échappement 3 force une première partie aimantée, en l'occurrence la première surface 61 ou respectivement la deuxième surface 62, de l'actionneur 6 arrivant au voisinage de la couronne 50, à se superposer sur, ou respectivement sous, la couronne aimantée 50. La deuxième partie aimantée se présentant ensuite en zone d'interférence, et qui est constituée par la première barrière 610, respectivement la deuxième barrière 620, a une trop grande répulsion magnétique avec la couronne 50, dont l'effet est d'arrêter la roue d'échappement 3. Les butées mécaniques 9 empêchent un décrochage du système en cas de choc ou de couple trop élevé sur la roue d'échappement 3.
Comme le montre la figure 13, la réalisation de la roue d'échappement 3 en deux parties 31 , 32, permet de fermer le chemin magnétique, et d'éviter une trop grande force axiale sur le plateau.
La figure 14 représente le même ensemble, le disque supérieur 31 n'étant pas représenté, de façon à illustrer la position des actionneurs 6, notamment dans la zone d'interférence avec la couronne 50.
Les figures 15 à 35 sont des vues de dessus de cet éclaté partiel que constitue la figure 14, et illustrent la cinématique du système, depuis la figure 15, qui illustre la fin d'un cycle où la roue d'échappement 3 tourne dans le sens horaire A, sous l'effet de moyens moteurs 2 non illustrés, tel qu'un barillet par l'intermédiaire d'un rouage. Le balancier tourne également dans le sens horaire sous l'action de rappel du ressort-spiral. Un actionneur 6 arrive en interférence avec l'extérieur de la couronne 50, au niveau de la deuxième surface complémentaire de butée 1 1 externe. Le couple de la roue d'échappement 3 force la deuxième surface 62 à se superposer sous la couronne aimantée 50. La deuxième barrière 620 a une trop grande répulsion magnétique avec la couronne 50, dont l'effet est d'arrêter la roue d'échappement 3, avec l'actionneur 6 considéré à l'extérieur de la couronne 50.
La figure 16 montre la poursuite de la course du balancier en sens horaire, lequel passe par le point neutre où le couple de rappel du ressort-spiral est nul, et la deuxième surface 62 commence à appliquer une impulsion horaire au balancier par répulsion magnétique, de façon analogue à une force constante.
Les figures suivantes comportent des flèches illustrant les rotations déjà effectuées du balancier et de la roue d'échappement depuis ce stade.
La figure 17 montre la fin de l'impulsion horaire, la deuxième surface 62 franchit la surface de jonction 12, et échappe au bec intérieur 13 qui la délimite. Par sa rotation en sens horaire, le balancier libère la deuxième surface 62 de l'actionneur 6, et en s'oppose pas au passage de la deuxième barrière 620 ni de l'arrêt 9. La roue d'échappement 3 peut alors commencer à tourner en sens horaire.
La figure 18 montre le système au début de l'alternance du balancier, qui tourne sous l'effet de l'impulsion dans le sens horaire H, et la rotation de la rue d'échappement 3. L'actionneur 6 pénètre dans le domaine délimité par l'emprise de la couronne 50, à l'intérieur de celle-ci.
La figure 19 montre l'arrivée d'un actionneur 6 en interférence avec l'intérieur de la couronne 50, au niveau d'une première surface complémentaire de butée 10 interne, le balancier tournant toujours en sens horaire H sous l'effet de l'impulsion, Le couple de la roue d'échappement 3 force la deuxième surface 62 à se superposer sous la couronne aimantée 50. La deuxième barrière 620 a une trop grande répulsion magnétique avec la couronne 50, dont l'effet est d'arrêter la roue d'échappement 3, avec l'actionneur 6 considéré à l'intérieur de la couronne 50.
Le balancier poursuit sa rotation en sens horaire H, jusqu'à l'amplitude maximale, la roue d'échappement 3 étant toujours à l'arrêt, tel que visible en figure 20.
Le balancier passe alors en rotation de sens anti-horaire AH, la roue d'échappement 3 étant toujours à l'arrêt, tel que visible en figures 21 et 22, sur laquelle un bec intérieur 13 de la couronne 50 se rapproche des actionneurs 6 de la roue d'échappement 3.
En figure 23, le balancier tourne toujours en sens anti-horaire AH, la couronne 50 passe derrière un deuxième actionneur 6B qui est maintenu à l'arrêt, derrière l'actionneur 6A qui est en position de blocage sur la première surface complémentaire de butée 10 interne et qui attend sa libération, qui va permettre d'appliquer l'impulsion au balancier, cette fois dans le sens anti-horaire. Dans cette réalisation particulière, au moins deux actionneurs 6 : 6A, 6B, peuvent ainsi rester dans le volume intérieur de la couronne 50.
La figure 24 montre, comme la figure 17, la fin de l'impulsion horaire, la deuxième surface 62 franchit la surface de jonction 12, et échappe au bec intérieur 13 qui la délimite. Par sa rotation en sens anti-horaire, le balancier libère la deuxième surface 62 de l'actionneur 6, et en s'oppose pas au passage de la deuxième barrière 620 ni de l'arrêt 9. La roue d'échappement 3 peut alors commencer à tourner en sens horaire. La figure 25 montre l'accostage d'un actionneur 6 au niveau de la deuxième surface complémentaire de butée 1 1 externe de la couronne 50, et, comme précédemment, l'arrêt de la roue d'échappement 3.
La figure 26 illustre la fin de la rotation anti-horaire AH du balancier, la roue d'échappement 3 étant à l'arrêt.
La figure 27 montre le passage du balancier en sens horaire H2, la roue d'échappement 3 étant toujours à l'arrêt. En figure 28 le balancier poursuit sa rotation horaire. La figure 29 montre le début de l'impulsion horaire, la roue d'échappement 3 étant toujours à l'arrêt. L'amplitude des deux alternances est sensiblement symétrique. Il est à noter, que, sur l'exemple illustré par les figures, les impulsions ne sont pas données exactement pour la même position angulaire du plateau, un tracé optimisé d'échappement, à la portée du constructeur horloger d'échappements, permet d'améliorer cette situation.
Le mécanisme selon l'invention est conçu pour traiter le cas d'un couple trop élevé.
La figure 30 illustre le système pour un couple nominal à la roue d'échappement.
La figure 31 montre un couple à la roue d'échappement qui est plus élevé que le nominal : en cas de dépassement du couple nominal à la roue d'échappement, les butées mécaniques 9 de l'actionneur 6 évitent un décrochage du système. La figure 32 montre, dans ce même cas, la poursuite de pivotement du balancier en sens horaire H, avec une butée mécanique 9 en appui sur la deuxième surface complémentaire de butée 1 1 externe de la couronne 50. La figure 33 représente l'instant précédant une impulsion dite mécanique, où la butée mécanique 9 est en appui sur un bec externe 14 qui marque la nominal entre la deuxième surface complémentaire de butée 1 1 externe de la couronne 50 et la surface de jonction 12. La figure 34 montre ensuite le rôle de la surface de jonction 12 inclinée, de la couronne 50, qui imprime une impulsion de type mécanique de la même manière que dans un échappement à cylindre traditionnel. Ceci permet d'assurer le fonctionnement du système même en cas de couple trop élevé. La figure 35 montre la fin de cette impulsion mécanique.
L'invention procure un rendement plus élevé que dans un échappement à cylindre classique. Les propriétés chronométriques d'un échappement selon l'invention sont satisfaisantes.

Claims

REVE N D I CATI ON S
1 . Mécanisme d'échappement (1 ) d'horlogerie, comportant une roue d'échappement (3) soumise à un couple de pivotement, de moment inférieur ou égal à un moment nominal, autour d'un premier axe de pivotement (D1 ), et un résonateur (4) solidaire d'un mobile régulateur (5) monté pivotant autour d'un deuxième axe de pivotement réel ou virtuel (D2), ladite roue d'échappement (3) comportant une pluralité d'actionneurs (6) régulièrement espacés sur sa périphérie, et chacun agencé pour coopérer directement avec au moins une première piste (7) dudit mobile régulateur (5), caractérisé en ce que chaque dit actionneur (6) comporte des premiers moyens d'arrêt magnétiques ou électrostatiques faisant barrière et agencés pour coopérer avec ladite première piste (7) qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, pour exercer sur ladite première piste (7) un couple de moment supérieur audit moment nominal, et encore caractérisé en ce que chaque dit actionneur (6) comporte encore des deuxièmes moyens d'arrêt agencés pour constituer une butée de limitation de course, agencée pour constituer un mécanisme d'échappement autonome avec au moins une première surface complémentaire de butée (10) que comporte ledit mobile régulateur (5) .
2. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits premiers moyens d'arrêt comportent une surface (61 ; 610 ; 62 ; 620) magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, faisant barrière, et agencée pour coopérer avec ladite première piste (7) qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, de façon à créer entre ladite piste (7) et chaque dite surface (61 ; 610 ; 62 ; 620) dudit actionneur (6) un couple de moment supérieur audit moment nominal.
3. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens d'arrêt comportent, agencées pour coopérer avec ladite première piste (7) , d'une part une première surface (61 ; 62) pour exercer un couple avec un premier moment inférieur à un deuxième moment d'un couple d'arrêt qu'exerce d'autre part une deuxième surface (610 ; 620) faisant barrière où règne un champ magnétique, respectivement électrostatique, d'intensité supérieure au champ magnétique, respectivement électrostatique, présent au niveau de ladite première surface (61 ; 62), et ladite deuxième surface (610 ; 620) étant agencée pour coopérer avec au moins une première surface complémentaire de butée (10) que comporte ledit mobile régulateur (5) pour constituer avec elle un mécanisme d'échappement autonome.
4. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens d'arrêt comportent une butée mécanique (9) agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une première surface complémentaire de butée (10) que comporte ledit mobile régulateur (5) pour constituer avec elle un mécanisme d'échappement autonome.
5. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens d'arrêt comportent une butée mécanique (9) agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une première surface complémentaire de butée (10) que comporte ledit mobile régulateur (5) pour constituer avec elle un mécanisme d'échappement autonome, et caractérisé en ce que chaque dit actionneur (6) comporte successivement, dans un sens unique d'entrée en coopération avec ladite première piste (7), une dite première surface (61 ; 62), une dite deuxième surface (610 ; 620), et une dite butée mécanique (9).
6. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit mécanisme d'échappement (1 ) est un échappement à repos sans contact.
7. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que lesdits actionneurs (6) sont identiques entre eux.
8. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite première piste (7) est située sur un secteur d'un corps de révolution axé sur ledit deuxième axe de pivotement (D2) et est d'amplitude angulaire strictement inférieure à 360°.
9. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite première surface complémentaire de butée (10) est portée par une couronne tronquée (50) qui est un secteur d'un corps de révolution axé sur ledit deuxième axe de pivotement (D2), et est d'amplitude angulaire strictement inférieure à 360°, de façon à minimiser l'échange d'énergie entre ledit résonateur (4) et ladite roue d'échappement (3), hormis au voisinage de la position d'équilibre dudit résonateur.
10. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite première piste (7) génère un premier champ magnétique, respectivement électrostatique, qui tend à repousser chaque dite première surface (61 ) dudit actionneur (6), laquelle première surface (61 ) est magnétisée, respectivement électrisée, selon une polarité opposée à celle dudit premier champ magnétique, respectivement électrostatique.
1 1 . Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque dit actionneur (6) comporte une première surface (61 ) magnétisée, respectivement électrisée, agencée pour coopérer avec ladite première piste (7) qui est magnétisée, respectivement électrisée, de façon à attirer chaque dite première surface (61 ) dudit actionneur (6).
12. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite roue d'échappement (3) comporte encore d'autres dits actionneurs (6), comportant chacun au moins une deuxième surface (62 ; 620) magnétisée, respectivement électrisée, agencée pour coopérer avec une deuxième piste (8) dudit mobile régulateur (5), laquelle deuxième piste (8) est parallèle à ladite première piste (7), et perpendiculaire audit deuxième axe de pivotement (D2), et est un secteur annulaire axé sur ledit deuxième axe de pivotement (D2) et d'amplitude angulaire strictement inférieure à 360 ° et génère un deuxième champ magnétique, respectivement électrostatique, qui tend à repousser chaque dite deuxième surface (62 ; 620) magnétisée, respectivement électrisée, selon une polarité opposée à celle dudit deuxième champ magnétique, respectivement électrostatique.
13. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite roue d'échappement (3) comporte au moins un disque supérieur (31 ) comportant lesdites premières surfaces (61 ; 610), et un disque inférieur (32) comportant lesdites deuxièmes surfaces (62 ; 620) situées au droit desdites premières surfaces (61 ; 610) et opposées à celles-ci, et en ce que ladite roue d'échappement (3) comporte des moyens de fermeture de champ magnétique, respectivement électrostatique, entre ledit disque supérieur (31 ) et ledit disque inférieur (32), en ce que ladite première piste (7) magnétisée, respectivement électrisée, est formée d'une succession de plots aimantés, respectivement électrisés, et en ce que ladite deuxième piste (8) magnétisée, respectivement électrisée, est formée d'une succession de plots aimantés, respectivement électrisés.
14. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque dite butée mécanique (9) est encore agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une deuxième surface complémentaire de butée (1 1 ) que comporte ledit mobile régulateur (5), et encore caractérisé en ce que ladite deuxième surface complémentaire de butée (1 1 ) est portée par une surface de révolution axée sur ledit deuxième axe de pivotement (D2), et est d'amplitude angulaire strictement inférieure à 360°.
15. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite deuxième surface complémentaire de butée (1 1 ) est reliée à ladite première surface complémentaire de butée (10) par au moins une surface de jonction (12) agencée pour constituer une rampe d'impulsion dudit résonateur (4) quand ladite surface de jonction (12) est en appui de butée sur un dit actionneur (6), agencée pour apporter de l'énergie audit résonateur au voisinage de sa position d'équilibre.
16. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite butée mécanique (9) comporte une rampe d'impulsion agencée pour apporter de l'énergie audit résonateur au voisinage de sa position d'équilibre.
17. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 15, caractérisé en ce que ladite rampe d'impulsion n'apporte de l'énergie audit résonateur au voisinage de sa position d'équilibre que si ledit couple moteur imprimé à ladite roue d'échappement (3) est tel que la répulsion, ou respectivement l'attraction, entre ladite première piste (7) et chaque dite première surface (61 ) dudit actionneur (6), est insuffisante pour éviter le contact entre ladite butée mécanique (9) et ledit mobile régulateur (5).
18. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 16, caractérisé en ce que ladite rampe d'impulsion n'apporte de l'énergie audit résonateur au voisinage de sa position d'équilibre que si ledit couple moteur imprimé à ladite roue d'échappement (3) est tel que la répulsion, ou respectivement l'attraction, entre ladite première piste (7) et chaque dite première surface (61 ) dudit actionneur (6), est insuffisante pour éviter le contact entre ladite butée mécanique (9) et ledit mobile régulateur (5).
19. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque dite première surface (61 ) magnétisée, respectivement électrisée, comporte une section dégressive dans la direction radiale d'éloignement par rapport audit premier axe de pivotement (D1 ), de façon à ce que l'aire d'une surface de superposition (71 ) correspondant à la projection de ladite première surface (61 ) sur ladite première piste (7) soit variable pendant le pivotement relatif de ladite roue d'échappement (2) et dudit mobile régulateur (5).
20. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite roue d'échappement (3) apporte, de façon progressive, de l'énergie au système, et que ledit mobile régulateur (5) restitue de façon instantanée toute cette énergie accumulée sous forme d'une impulsion imprimée audit résonateur (4), ledit mécanisme d'échappement (1 ) constituant ainsi un mécanisme d'échappement à force constante.
21 . Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'échappement (1 ) constitue un mécanisme d'échappement à cylindre, où ladite première surface complémentaire de butée (10) est la surface intérieure d'un secteur tubulaire cylindrique, et en ce que ladite deuxième surface complémentaire de butée (1 1 ) est la surface extérieure dudit secteur tubulaire cylindrique.
22. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 15, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'échappement (1 ) constitue un mécanisme d'échappement à cylindre, où ladite première surface complémentaire de butée (10) est la surface intérieure d'un secteur tubulaire cylindrique, et en ce que ladite deuxième surface complémentaire de butée (1 1 ) est la surface extérieure dudit secteur tubulaire cylindrique.
23. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'échappement (1 ) constitue un mécanisme d'échappement à chevilles, où ladite roue d'échappement (3) comporte une demi-cheville au niveau de chaque dit actionneur (6), et où ladite première surface complémentaire de butée (10) est la surface intérieure d'une première branche de compas, et en ce que ladite deuxième surface complémentaire de butée (1 1 ) est la surface extérieure d'un deuxième branche de compas, ladite surface intérieure de ladite première branche de compas et ladite surface extérieure de ladite deuxième branche de compas étant séparées par un espace de largeur supérieure au rayon de ladite demi-cheville.
24. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 15, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'échappement (1 ) constitue un mécanisme d'échappement à chevilles, où ladite roue d'échappement (3) comporte une demi-cheville au niveau de chaque dit actionneur (6), et où ladite première surface complémentaire de butée (10) est la surface intérieure d'une première branche de compas, et en ce que ladite deuxième surface complémentaire de butée (1 1 ) est la surface extérieure d'un deuxième branche de compas, ladite surface intérieure de ladite première branche de compas et ladite surface extérieure de ladite deuxième branche de compas étant séparées par un espace de largeur supérieure au rayon de ladite demi-cheville.
25. Mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit mécanisme d'échappement (1 ) est dépourvu d'arrêtoir.
26. Mouvement d'horlogerie (100) comportant au moins un mécanisme d'échappement (1 ) selon la revendication 1 , et comportant des moyens moteurs d'entraînement (2) soumettant une dite roue d'échappement (3) à un couple de pivotement de sens unique autour d'un premier axe de pivotement (D1 ), caractérisé en ce que lesdits moyens moteurs d'entraînement (2) sont agencés pour délivrer un couple suffisant pour autoriser la superposition complète de chaque dite première surface (61 ) avec ladite première piste (7).
27. Mouvement d'horlogerie (100) selon la revendication 26, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'échappement (1 ) est dépourvu d'arrêtoir, et en ce que le couple maximal délivré par lesdits moyens moteurs d'entraînement (2) est limité à un niveau qui est insuffisant pour autoriser la superposition complète de chaque dite barrière (610) avec ladite première piste (7).
28. Pièce d'horlogerie comportant un mouvement (100) selon la revendication 26 ou 27.
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